导读
吉林大学陈芳芳教授在国际权威期刊《Journal of Advanced Research》发表研究论文《Ginsenoside Rh1 ameliorates polystyrene nanoplastics-caused vascular injury by regulating HSP70 to suppress endoplasmic reticulum stress and pyroptosis》。研究以珍稀人参皂苷 Rh1 为干预分子，针对聚苯乙烯纳米塑料（PS-Nps）这一新型环境污染物的心血管毒性，系统阐明其通过靶向热休克蛋白 HSP70，阻断 NF-κB 介导的炎症级联，同时抑制内质网应激与 NLRP3/caspase-1 依赖的细胞焦亡双向恶性循环，有效改善血管内皮损伤，并在动脉粥样硬化模型中验证了转化价值，为环境污染物相关心血管损伤的天然产物防治提供了理论支撑。成果介绍
随着全球塑料污染加剧，纳米级塑料颗粒可经呼吸、饮食等途径进入人体，通过循环系统蓄积于心血管组织，诱发内皮功能紊乱、慢性炎症与氧化损伤，已成为备受关注的新型公共健康风险。然而纳米塑料诱导血管损伤的精细分子机制尚未完全阐明，目前仍缺乏针对性的有效干预策略。人参作为传统药食同源植物，其活性成分人参皂苷具备广泛的抗炎、抗氧化与器官保护活性，但其能否抵御纳米塑料的心血管毒性及相关作用机制仍属研究空白。本研究构建聚苯乙烯纳米塑料诱导的小鼠血管损伤体内模型与人脐静脉内皮细胞（HUVECs）体外损伤模型，结合转录组测序、分子对接与动力学模拟、表面等离子体共振、细胞热位移分析、基因沉默、免疫共沉淀等多维度技术手段，从表型、通路、靶点三个层面系统解析人参皂苷 Rh1 的血管保护作用与分子机制。研究深入阐释了四大核心发现。表型层面，Rh1 呈剂量依赖性改善纳米塑料致血管内皮损伤。体内实验证实，Rh1 可显著逆转 PS-Nps 诱导的血管内皮黏附分子异常上调，减轻主动脉病理结构损伤与胶原沉积，降低血清炎症因子水平，改善氧化还原稳态，有效缓解小鼠心脏收缩功能障碍；体外实验进一步验证，Rh1 可提升内皮细胞活力、减少细胞损伤、恢复血管舒张因子分泌、抑制细胞凋亡并促进迁移，全面逆转内皮损伤表型。靶点层面，首次确证 HSP70 是 Rh1 发挥血管保护作用的直接作用靶点。转录组差异分析结合生物信息学筛选，锁定热休克蛋白 HSP70 为核心调控分子；分子对接与动力学模拟显示 Rh1 可与 HSP70 蛋白形成稳定结合，结合能达 - 10.1 kcal/mol；SPR 与 CETSA 实验从分子与细胞层面共同验证了二者的特异性相互作用。机制上，Rh1 通过上调 HSP70 表达，增强 HSP70 与 NF-κB p65 的蛋白相互作用，抑制 NF-κB p65 磷酸化与核转位，从上游阻断炎症转录级联反应。通路层面，揭示内质网应激与细胞焦亡的双向恶性循环调控机制。研究证实 PS-Nps 可激活 GRP78-PERK-eIF2α-ATF4-CHOP 介导的内质网应激通路，进而上调 NLRP3 炎症小体，启动 caspase-1 依赖的细胞焦亡；反之，焦亡引发的炎症反应又进一步加剧内质网应激，形成相互放大的病理环路。通过特异性抑制剂干预与基因沉默实验验证，Rh1 可通过靶向 HSP70 同时抑制两条通路的过度激活，打破该恶性循环，最终发挥内皮保护效应。转化层面，验证 Rh1 对经典心血管疾病的改善潜力。研究进一步在 ApoE⁻/⁻小鼠高脂诱导的动脉粥样硬化模型中评价药效，结果显示 Rh1 可显著调节血脂紊乱，减少主动脉脂质沉积与斑块形成，抑制巨噬细胞浸润并促进其向抗炎 M2 型极化，下调血管黏附分子与促炎因子表达，证实其在经典心血管疾病中同样具备保护活性，拓展了 Rh1 的临床应用场景。该研究系统揭示了人参皂苷 Rh1 抵御纳米塑料心血管毒性的作用效应，明确了 “HSP70-NF-κB p65 - 内质网应激 - 细胞焦亡” 这一完整调控轴。研究成果不仅为新型环境污染物致血管损伤的防治提供了天然产物候选分子与新的作用靶点，也为人参活性成分的心血管保护功效研究提供了新的理论视角与技术范式。图文鉴赏
Fig. 1. Rh1 improved vascular endothelial injury induced by PS-Nps in mice.
Fig. 4. Rh1 inhibited pyroptosis induced by PS-Nps in both in vitro and in vivo.
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.jare.2026.07.053
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